軟骨細胞の応力応答を利用した非置換膝蓋/人工大腿関節シミュレータの開発

利用软骨细胞应激反应开发非置换髌骨/假体股骨关节模拟器

• 批准号: 07780782
• 负责人: 日垣 秀彦
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07780782/
• 关键词: 人工膝関節; 関節シミュレータ; 軟骨細胞の力覚反応; 非置換膝蓋; インターロイキン; せん断応力; バイオトライボロジ; パターンマッチング

・細胞培養系による軟骨細胞の応力応答人正常関節軟骨より軟骨細胞を採取し,高密度単層培養を行った.培養液環境(粘度0.7mPa・s,37°C)にて,コーンプレートタイプビスコメータによりせん断応力負荷試験を行った.せん断応力1.7Paの条件において,IL-1α,IL-1β,TNF-α,IL-6をELISAで解析したが,最も顕著な発現が認められたのはIL-6であった.それは1時間後と24時間後でそれぞれ無負荷の対照と比較し4倍と10倍の増加を認めた.OA関節軟骨細胞にIL-6の発現が報告されており,OAにおいてせん断ストレスが重要な因子であることが推察された.当初培養液の粘度条件を変化させることによる応力応答の変化の観察を計画していたが,ヒアルロン酸添加による約20倍の粘度増加に対し,細胞がディッシュ底面から剥がれる現象が起き,さらに検討が必要とされる.組織培養系によるシミュレータの開発2基の油圧シリンダーにより大腿四頭筋の張力と屈曲を模擬する膝蓋/人工大腿関節シミュレータを構築した.歩行等のシミュレーション条件を決定するために,高解像度CR像を用いた人工膝関節のパターンマッチング動態解析ソフトの開発を行っている.摩擦状態の制御に関する基礎実験として,軟骨と人工材料の摩擦系における潤滑液中への関節液成分の添加の影響を観察した.各成分は潤滑モードに依存した役割を有し,ヒアルロン酸の増粘効果や蛋白成分とリン脂質の境界潤滑膜形成などにより摩擦状態の制御がある程度可能であることを確認した.

·Cell culture system: Chondrocytes from normal articular cartilage were harvested and cultured in high density layers. Culture medium environment (viscosity 0.7mPa·s,37°C), temperature, temperature IL-1α,IL-1β,TNF-α,IL-6 were analyzed by ELISA under the condition of 1.7 Pa. The expression of IL-6 in OA articular chondrocytes was reported to be an important factor in OA. When the viscosity of the culture medium was changed, the change of the viscosity of the culture medium was observed. In addition, the viscosity of the culture medium was increased by about 20 times due to the addition of citric acid. The knee/artificial thigh joint was constructed in a tissue culture system where the knee/artificial thigh joint was developed and used as a two-base oil pressure simulator to simulate the tension and flexion of the quadriceps tendon of the thigh. The development of high resolution CR images for artificial knee joints is determined by the conditions of motion analysis. The effect of the additive of synovial fluid components in lubricants on the friction system of cartilage and artificial materials was investigated. Each component is dependent on the lubrication condition, and the viscosity of the acid is increased. The protein component is determined by the degree to which the lubricating film of the lipid layer is formed.

项目成果

日垣秀彦: "関節潤滑における関節液と軟骨表層の構成成分の役割(第2報)-蛋白成分の境界潤滑性-" トライボロジスト. 40-7. 598-604 (1995)

Hidehiko Higaki：“滑液和软骨表面成分在关节润滑中的作用（第二次报告）-蛋白质成分的边界润滑性”摩擦学家 40-7（1995）。

H.Higaki: "Lubricating ability of constituents in synovial fluid and articular cartilage" Proc.4th China-Japan-USA-Singapore Conf.Biomechanics. 154-157 (1995)

H.Higaki：“滑液和关节软骨成分的润滑能力”Proc.4th中日美新生物力学会议。

H.Higaki: "The boundary lubricating ability of proteins in natural synovial joints" Proc.Int.Tribology Conf.Yokohama. (in press). (1996)

H.Higaki：“天然滑液关节中蛋白质的边界润滑能力”Proc.Int.Tribology Conf.Yokohama。

日垣秀彦: "関節潤滑における蛋白成分の役割(第1報)-境界潤滑性の実験的評価-" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 16. 369-374 (1995)

Higaki Higaki：“蛋白质成分在关节润滑中的作用（第1次报告） - 边界润滑性的实验评估 -” 日本临床生物力学学会杂志 16. 369-374 (1995)。

H.Higaki: "Role of constituents in synovial fluid and surface layer of articular cartilage in joint lubrication(Part 1)Experimental study in application of enzyme digestion" Jap.J.Tribology. 39-7. 859-869 (1995)

H.Higaki：“关节润滑中滑液和关节软骨表层成分的作用（第1部分）酶消化应用的实验研究”Jap.J.Tribology。